[發(fā)明專利]一種曝光反饋型熒光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及激發(fā)光自調(diào)整方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910100115.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109744987A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李娜娜;顧兆泰;魯昌濤;張浠;安昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東歐譜曼迪科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B1/04
• 分類號(hào): A61B1/04;A61B1/045
• 代理公司: 佛山市海融科創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;唐敏珊

本發(fā)明公開(kāi)了一種曝光反饋型熒光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及激發(fā)光自調(diào)整方法，在雙相機(jī)分光系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)相機(jī)曝光反饋計(jì)算出激發(fā)光模塊所需的調(diào)整參數(shù)，進(jìn)行激發(fā)光的參數(shù)調(diào)制，實(shí)現(xiàn)激發(fā)光模塊自調(diào)節(jié)功能，從而避免組織受到大功率密度激光的長(zhǎng)時(shí)間照射，減輕激發(fā)光對(duì)生物組織的傷害，降低灼傷和其他光生物安全的可能性；同時(shí)使照射到成像目標(biāo)的激發(fā)光功率密度保持恒定，保證熒光信號(hào)源的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)成像領(lǐng)域，尤其涉及的是一種曝光反饋型熒光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及激發(fā)光自調(diào)整方法。

背景技術(shù)

熒光內(nèi)窺鏡導(dǎo)航技術(shù)越來(lái)越廣泛地用于臨床，成為研究熱點(diǎn)。目前，熒光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡產(chǎn)品主要通過(guò)單相機(jī)分時(shí)成像和雙相機(jī)分光成像實(shí)現(xiàn)；單相機(jī)分時(shí)成像通過(guò)控制白光和激發(fā)光前后幀依次頻閃，照明觀察區(qū)域，從而依次獲取白光圖和熒光圖，通過(guò)算法合成輸出帶有熒光標(biāo)記的白光圖，但這種方案存在明顯缺點(diǎn)，如：白光和熒光錯(cuò)時(shí)成像，存在時(shí)間差，導(dǎo)致拖影；成像幀率低，不夠流暢，等。而雙相機(jī)分光系統(tǒng)將白光和熒光分開(kāi)感光，通過(guò)算法合成，解決單相機(jī)分時(shí)成像存在的缺陷，但是，為了實(shí)現(xiàn)更高的熒光激發(fā)效率和獲得更優(yōu)的成像效果，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)一般會(huì)使用到激光器作為熒光激發(fā)光源，并且為保證系統(tǒng)整體成像效果，內(nèi)窺鏡前段出射的激發(fā)光功率通常比較大；而大多數(shù)熒光內(nèi)窺鏡系統(tǒng)設(shè)定的輸出激光功率為固定值，當(dāng)需要靠近組織觀察細(xì)節(jié)時(shí)，由于照明面積變小，使得單位面積接收到的光功率(即輻射照度)會(huì)增大，會(huì)造成灼傷或其他光生物安全問(wèn)題；此外，內(nèi)窺鏡在不同工作距離下，照射到目標(biāo)組織的光面積不同，激發(fā)造影劑的激發(fā)光密度也有所改變，導(dǎo)致熒光信號(hào)源強(qiáng)度隨之變化，可能影響信號(hào)探測(cè)終端熒光信號(hào)的穩(wěn)定性。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種曝光反饋型熒光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)及激發(fā)光自調(diào)整方法，旨在解決現(xiàn)有的雙相機(jī)分光成像熒光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的輸出激光功率為固定值，靠近組織觀察時(shí)容易造成灼傷或其他光生物安全威脅及熒光信號(hào)不穩(wěn)定的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種曝光反饋型熒光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，包括光源，導(dǎo)光束，內(nèi)窺鏡，濾波片，透鏡，二向色分光鏡，白光相機(jī)，熒光相機(jī)，白光相機(jī)控制模塊，激發(fā)光調(diào)節(jié)模塊；所述白光相機(jī)控制模塊與白光相機(jī)連接，白光相機(jī)控制模塊與激發(fā)光調(diào)節(jié)模塊連接，激發(fā)光調(diào)節(jié)模塊與光源連接；

所述光源發(fā)出激發(fā)光和白光，激發(fā)光和白光通過(guò)導(dǎo)光束傳輸并耦合到內(nèi)窺鏡中；白光和激發(fā)光從內(nèi)窺鏡前端出射并達(dá)到被觀察組織，由被觀察組織反射的激發(fā)光、可見(jiàn)光和熒光由內(nèi)窺鏡收集；激發(fā)光被濾波片過(guò)濾掉，熒光和可見(jiàn)光透過(guò)濾波片由鏡頭聚焦；可見(jiàn)光透過(guò)二向色分光鏡，成像于白光相機(jī)；熒光由二向色分光鏡反射，由熒光相機(jī)所探測(cè)；白光相機(jī)控制模塊根據(jù)白光相機(jī)的圖像計(jì)算白光相機(jī)的曝光參數(shù)，并生成控制指令，將指令傳輸?shù)桨坠庀鄼C(jī)控制其曝光，白光相機(jī)控制模塊同時(shí)將白光相機(jī)的曝光參數(shù)傳輸?shù)郊ぐl(fā)光調(diào)節(jié)模塊；激發(fā)光調(diào)節(jié)模塊接收白光相機(jī)的曝光參數(shù)，根據(jù)白光相機(jī)的曝光參數(shù)和激發(fā)光功率的關(guān)系進(jìn)行換算，獲得光源的調(diào)整設(shè)置參數(shù)，生成控制指令，對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制。

所述的曝光反饋型熒光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中，所述白光相機(jī)的曝光參數(shù)包括快門(mén)和增益。

一種如上述任一項(xiàng)所述的曝光反饋型熒光導(dǎo)航內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的激發(fā)光自調(diào)整方法，其中，具體包括以下步驟：

步驟S1：所述光源發(fā)出激發(fā)光和白光，激發(fā)光和白光通過(guò)導(dǎo)光束傳輸并耦合到內(nèi)窺鏡中；

步驟S2：白光和激發(fā)光從內(nèi)窺鏡前端出射并達(dá)到被觀察組織，由被觀察組織反射的激發(fā)光、可見(jiàn)光和熒光由內(nèi)窺鏡收集；

步驟S3：激發(fā)光被濾波片過(guò)濾掉，熒光和可見(jiàn)光透過(guò)濾波片由鏡頭聚焦；

步驟S4：可見(jiàn)光透過(guò)二向色分光鏡，成像于白光相機(jī)；熒光由二向色分光鏡反射，成像于熒光相機(jī)；